This commit is contained in:
krahets
2023-08-22 13:50:24 +08:00
parent 77b90cd19b
commit b70b7c9e75
67 changed files with 580 additions and 580 deletions

View File

@ -3432,23 +3432,23 @@
</div>
<p>对于该问题,我们先介绍两种思路比较直接的解法,再介绍效率更高的堆解法。</p>
<h2 id="831">8.3.1 &nbsp; 方法一:遍历选择<a class="headerlink" href="#831" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>我们可以进行图所示的 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 轮遍历,分别在每轮中提取第 <span class="arithmatex">\(1\)</span> , <span class="arithmatex">\(2\)</span> , <span class="arithmatex">\(\dots\)</span> , <span class="arithmatex">\(k\)</span> 大的元素,时间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(nk)\)</span></p>
<p>我们可以进行图 8-6 所示的 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 轮遍历,分别在每轮中提取第 <span class="arithmatex">\(1\)</span> , <span class="arithmatex">\(2\)</span> , <span class="arithmatex">\(\dots\)</span> , <span class="arithmatex">\(k\)</span> 大的元素,时间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(nk)\)</span></p>
<p>此方法只适用于 <span class="arithmatex">\(k \ll n\)</span> 的情况,因为当 <span class="arithmatex">\(k\)</span><span class="arithmatex">\(n\)</span> 比较接近时,其时间复杂度趋向于 <span class="arithmatex">\(O(n^2)\)</span> ,非常耗时。</p>
<p><img alt="遍历寻找最大的 k 个元素" src="../top_k.assets/top_k_traversal.png" /></p>
<p align="center">遍历寻找最大的 k 个元素 </p>
<p align="center"> 8-6 &nbsp; 遍历寻找最大的 k 个元素 </p>
<div class="admonition tip">
<p class="admonition-title">Tip</p>
<p><span class="arithmatex">\(k = n\)</span> 时,我们可以得到从大到小的序列,等价于“选择排序”算法。</p>
</div>
<h2 id="832">8.3.2 &nbsp; 方法二:排序<a class="headerlink" href="#832" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>图所示,我们可以先对数组 <code>nums</code> 进行排序,再返回最右边的 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 个元素,时间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(n \log n)\)</span></p>
<p>如图 8-7 所示,我们可以先对数组 <code>nums</code> 进行排序,再返回最右边的 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 个元素,时间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(n \log n)\)</span></p>
<p>显然,该方法“超额”完成任务了,因为我们只需要找出最大的 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 个元素即可,而不需要排序其他元素。</p>
<p><img alt="排序寻找最大的 k 个元素" src="../top_k.assets/top_k_sorting.png" /></p>
<p align="center">排序寻找最大的 k 个元素 </p>
<p align="center"> 8-7 &nbsp; 排序寻找最大的 k 个元素 </p>
<h2 id="833">8.3.3 &nbsp; 方法三:堆<a class="headerlink" href="#833" title="Permanent link">&para;</a></h2>
<p>我们可以基于堆更加高效地解决 Top-K 问题,流程如图所示。</p>
<p>我们可以基于堆更加高效地解决 Top-K 问题,流程如图 8-8 所示。</p>
<ol>
<li>初始化一个小顶堆,其堆顶元素最小。</li>
<li>先将数组的前 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 个元素依次入堆。</li>
@ -3486,7 +3486,7 @@
</div>
</div>
</div>
<p align="center">基于堆寻找最大的 k 个元素 </p>
<p align="center"> 8-8 &nbsp; 基于堆寻找最大的 k 个元素 </p>
<p>总共执行了 <span class="arithmatex">\(n\)</span> 轮入堆和出堆,堆的最大长度为 <span class="arithmatex">\(k\)</span> ,因此时间复杂度为 <span class="arithmatex">\(O(n \log k)\)</span> 。该方法的效率很高,当 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 较小时,时间复杂度趋向 <span class="arithmatex">\(O(n)\)</span> ;当 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 较大时,时间复杂度不会超过 <span class="arithmatex">\(O(n \log n)\)</span></p>
<p>另外,该方法适用于动态数据流的使用场景。在不断加入数据时,我们可以持续维护堆内的元素,从而实现最大 <span class="arithmatex">\(k\)</span> 个元素的动态更新。</p>